Decodificando las relaciones entre la forma del cuerpo, la frecuencia de batido de la cola y la estabilidad en peces nadadores
Autores: Hoover, Alexander P.; Tytell, Eric
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Decodificando las relaciones entre la forma del cuerpo, la frecuencia de batido de la cola y la estabilidad en peces nadadores
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Pez
Aletas
Estabilidad
Locomoción
Fuerzas
Flexibilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
A medida que los peces nadan a través de un entorno fluido, deben utilizar activamente sus aletas en conjunto para estabilizar su movimiento y tener una forma robusta de locomoción. Sin embargo, hay poco conocimiento sobre cómo estas fuerzas actúan sobre el cuerpo del pez. En este estudio, empleamos un modelo de frontera inmersa en 3D para decodificar la relación entre el balanceo, la inclinación y el guiñada del cuerpo del pez y las fuerzas impulsoras que actúan sobre los cuerpos de peces flexibles. Usando el pez sol azul como nuestra geometría representativa, primero examinamos el papel de un par actuante en la estabilidad del modelo de pez, con un par aplicado en la cabeza del cuerpo del pez no restringido. La cinemática resultante es un producto de la elasticidad pasiva, las fuerzas del fluido y el par impulsor. Luego examinamos un modelo restringido para entender el papel que la geometría de las aletas, la elasticidad del cuerpo y la frecuencia juegan en el rango de fuerzas correctivas que actúan sobre el pez. Encontramos un comportamiento no monótono con respecto a la frecuencia, lo que sugiere que la flexibilidad efectiva de las aletas juega un papel importante en el rendimiento de la natación.
Descripción
A medida que los peces nadan a través de un entorno fluido, deben utilizar activamente sus aletas en conjunto para estabilizar su movimiento y tener una forma robusta de locomoción. Sin embargo, hay poco conocimiento sobre cómo estas fuerzas actúan sobre el cuerpo del pez. En este estudio, empleamos un modelo de frontera inmersa en 3D para decodificar la relación entre el balanceo, la inclinación y el guiñada del cuerpo del pez y las fuerzas impulsoras que actúan sobre los cuerpos de peces flexibles. Usando el pez sol azul como nuestra geometría representativa, primero examinamos el papel de un par actuante en la estabilidad del modelo de pez, con un par aplicado en la cabeza del cuerpo del pez no restringido. La cinemática resultante es un producto de la elasticidad pasiva, las fuerzas del fluido y el par impulsor. Luego examinamos un modelo restringido para entender el papel que la geometría de las aletas, la elasticidad del cuerpo y la frecuencia juegan en el rango de fuerzas correctivas que actúan sobre el pez. Encontramos un comportamiento no monótono con respecto a la frecuencia, lo que sugiere que la flexibilidad efectiva de las aletas juega un papel importante en el rendimiento de la natación.